C++字符串與指針
在C++中可以用3種方法訪問一個字符串（在第5章介紹了前兩種方法）。
用字符數(shù)組存放一個字符串

【例】定義一個字符數(shù)組并初始化，然后輸出其中的字符串。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  char str[]="I love CHINA!";
  cout<<str<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行時輸出:

I love CHINA!

用字符串變量存放字符串

【例】定義一個字符串變量并初始化，然后輸出其中的字符串。

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  string str="I love CHINA!";
  cout<<str<<endl;
  return 0;
}

用字符指針指向一個字符串

【例】定義一個字符指針變量并初始化，然后輸出它指向的字符串。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  char *str="I love CHINA!";
  cout<<str<<endl;
  return 0;
}

對字符串中字符的存取，可以用下標(biāo)方法，也可以用指針方法。

【例】將字符串str1復(fù)制為字符串str2。

定義兩個字符數(shù)組str1和str2，再設(shè)兩個指針變量p1和p2，分別指向兩個字符數(shù)組中的有關(guān)字符，通過改變指針變量的值使它們指向字符串中的不同的字符，以實(shí)現(xiàn)字符的復(fù)制。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  char str1[]="I love CHINA!",str2[20],*p1,*p2;
  p1=str1;p2=str2;
  for(;*p1!='\\0';p1++,p2++)
    *p2=*p1;
  *p2='\\0';
  p1=str1;p2=str2;
  cout<<"str1 is: "<<p1<<endl;
  cout<<"str2 is: "<<p2<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果為：

str1 is: I love CHINA!
str2 is: I love CHINA!

這個例子用來說明怎樣使用字符指針。其實(shí),對例6.13來說，用string變量來處理是十分簡單的：

  string str1=″I love CHINA!″,str2; //定義string變量
  str2=str1; //將str1復(fù)制到str2

C++數(shù)組與指針
指向數(shù)組元素的指針

一個變量有地址，一個數(shù)組包含若干元素，每個數(shù)組元素都在內(nèi)存中占用存儲單元，它們都有相應(yīng)的地址。指針變量既然可以指向變量，當(dāng)然也可以指向數(shù)組元素（把某一元素的地址放到一個指針變量中）。所謂數(shù)組元素的指針就是數(shù)組元素的地址。

  int a[10];  //定義一個整型數(shù)組a，它有10個元素
  int *p; //定義一個基類型為整型的指針變量p
  p=&a[0]; //將元素a[0]的地址賦給指針變量p，使p指向a[0]

在C++中，數(shù)組名代表數(shù)組中第一個元素（即序號為0的元素）的地址。因此，下面兩個語句等價：

  p=&a[0];
  p=a;

在定義指針變量時可以給它賦初值：

  int *p=&a[0]; //p的初值為a[0]的地址

也可以寫成

  int *p=a; //作用與前一行相同

可以通過指針引用數(shù)組元素。假設(shè)p已定義為一個基類型為整型的指針變量，并已將一個整型數(shù)組元素的地址賦給了它，使它指向某一個數(shù)組元素。如果有以下賦值語句：

  *p=1; //對p當(dāng)前所指向的數(shù)組元素賦予數(shù)值1

如果指針變量p已指向數(shù)組中的一個元素，則p+1指向同一數(shù)組中的下一個元素。

如果p的初值為&a[0]，則：
1) p+i和a+i就是a[i]的地址，或者說，它們指向a數(shù)組的第i個元素，見圖6.12。

2) *(p+i)或*(a+i)是p+i或a+i所指向的數(shù)組元素，即a[i]。

可以看出，[]實(shí)際上是變址運(yùn)算符。對a[i]的求解過程是： 先按a+i×d計算數(shù)組元素的地址，然后找出此地址所指向的單元中的值。

3) 指向數(shù)組元素的指針變量也可以帶下標(biāo)，如p[i]與*(p+i)等價。

根據(jù)以上敘述，引用一個數(shù)組元素，可用以下方法：
下標(biāo)法，如a[i]形式;
指針法，如*(a+i)或*(p+i)。其中a是數(shù)組名，p是指向數(shù)組元素的指針變量。如果已使p的值為a，則*(p+i)就是a[i]?？梢酝ㄟ^指向數(shù)組元素的指針找到所需的元素。使用指針法能使目標(biāo)程序質(zhì)量高。

【例】輸出數(shù)組中的全部元素。假設(shè)有一個整型數(shù)組a，有10個元素。要輸出各元素的值有3種方法：

1) 下標(biāo)法。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int a[10];
  int i;
  for(i=0;i<10;i++)
  cin>>a[i]; //引用數(shù)組元素a[i]
  cout<<endl;
  for(i=0;i<10;i++)
   cout<<a[i]<<" "; //引用數(shù)組元素a[i]
  cout<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行情況如下：

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0↙      (輸入10個元素的值)
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0       (輸出10個元素的值)

2) 指針法。
將上面程序第7行和第10行的“a[i]”改為“*(a+i)”，運(yùn)行情況與(1)相同。

3) 用指針變量指向數(shù)組元素。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int a[10];
  int i,*p=a; //指針變量p指向數(shù)組a的首元素a[0]
  for(i=0;i<10;i++)
    cin>>*(p+i); //輸入a[0]~a[9]共10個元素
  cout<<endl;
  for(p=a;p<(a+10);p++)
    cout<<*p<<" "; //p先后指向a[0]~a[9]
  cout<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行情況與前相同。請仔細(xì)分析p值的變化和*p的值。

對3種方法的比較：
方法(1)和(2)的執(zhí)行效率是相同的。第(3)種方法比方法(1)、(2)快。這種方法能提高執(zhí)行效率。

用下標(biāo)法比較直觀，能直接知道是第幾個元素。用地址法或指針變量的方法都不太直觀，難以很快地判斷出當(dāng)前處理的是哪一個元素。在用指針變量指向數(shù)組元素時要注意： 指針變量p可以指向有效的數(shù)組元素，實(shí)際上也可以指向數(shù)組以后的內(nèi)存單元。如果有

  int a[10], *p=a;  //指針變量p的初值為&a[0]
  cout<<*(p+10);  //要輸出a[10]的值

在使用指針變量指向數(shù)組元素時，應(yīng)切實(shí)保證指向數(shù)組中有效的元素。

指向數(shù)組元素的指針的運(yùn)算比較靈活，務(wù)必小心謹(jǐn)慎。下面舉幾個例子。

如果先使p指向數(shù)組a的首元素(即p=a)，則：
1) p++(或p+=1)。使p指向下一元素，即a[1]。如果用*p，得到下一個元素a[1]的值。

2) *p++。由于++和*同優(yōu)先級，結(jié)合方向?yàn)樽杂叶?，因此它等價于*(p++)。作用是： 先得到p指向的變量的值(即*p)，然后再使p的值加1。例6.5(3)程序中最后一個for語句：

  for(p=a;p<a+10;p++)
  cout<<*p;

可以改寫為

  for(p=a;p<a+10;)
  cout<<*p++;

3) *(p++)與*(++p)作用不同。前者是先取*p值，然后使p加1。后者是先使p加1，再取*p。若p的初值為a(即&a[0])，輸出*(p++)得到a[0]的值，而輸出*(++p)則得到a[1]的值。

4) (*p)++表示p所指向的元素值加1，即(a[0])++，如果a[0]=3，則(a[0])++的值為4。注意： 是元素值加1，而不是指針值加1。

5) 如果p當(dāng)前指向a[i]，則
    *(p--)    先對p進(jìn)行“*”運(yùn)算，得到a[i]，再使p減1，p指向a[i-1]。
    *(++p)   先使p自加1，再作*運(yùn)算，得到a[i+1]。
    *(--p)   先使p自減1，再作*運(yùn)算，得到a[i-1]。
將++和--運(yùn)算符用于指向數(shù)組元素的指針變量十分有效，可以使指針變量自動向前或向后移動，指向下一個或上一個數(shù)組元素。例如，想輸出a數(shù)組100個元素，可以用以下語句：
   

  p=a;
  while(p<a+100)
  cout<<*p++;

或

  p=a;
  while(p<a+100)
  {
    cout<<*p;
    p++;
  }

在用*p++形式的運(yùn)算時，很容易弄錯，一定要十分小心，弄清楚先取p值還是先使p加1。
用指針變量作函數(shù)參數(shù)接收數(shù)組地址

在前面介紹過可以用數(shù)組名作函數(shù)的參數(shù)。前面已經(jīng)多次強(qiáng)調(diào)： 數(shù)組名代表數(shù)組首元素的地址。用數(shù)組名作函數(shù)的參數(shù)，傳遞的是數(shù)組首元素的地址。很容易推想： 用指針變量作函數(shù)形參，同樣可以接收從實(shí)參傳遞來的數(shù)組首元素的地址(此時，實(shí)參是數(shù)組名)。下面用指針變量作函數(shù)形參。

【例】將10個整數(shù)按由小到大的順序排列。在例5.7程序的基礎(chǔ)上，將形參改為指針變量。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  void select_sort(int *p,int n); //函數(shù)聲明
  int a[10],i;
  cout<<"enter the originl array："<<endl;
  for(i=0;i<10;i++) //輸入10個數(shù)
    cin>>a[i];
  cout<<endl;
  select_sort(a,10); //函數(shù)調(diào)用,數(shù)組名作實(shí)參
  cout<<"the sorted array："<<endl;
  for(i=0;i<10;i++) //輸出10個已排好序的數(shù)
    cout<<a[i]<<" ";
  cout<<endl;
  return 0;
}
void select_sort(int *p,int n) //用指針變量作形參
{
  int i,j,k,t;
  for(i=0;i<n-1;i++)
  {
    k=i;
    for(j=i+1;j<n;j++)         
      if(*(p+j)<*(p+k)) k=j; //用指針法訪問數(shù)組元素
    t=*(p+k);*(p+k)=*(p+i);*(p+i)=t;
  }
}

運(yùn)行情況

C++編譯系統(tǒng)將形參數(shù)組名一律作為指針變量來處理。

實(shí)際上在函數(shù)調(diào)用時并不存在一個占有存儲空間的形參數(shù)組，只有指針變量。

實(shí)參與形參的結(jié)合，有以下4種形式：
實(shí)  參                 形  參
數(shù)組名              數(shù)組名       

數(shù)組名            指針變量     

指針變量          數(shù)組名
指針變量        指針變量

在此基礎(chǔ)上，還要說明一個問題： 實(shí)參數(shù)組名a代表一個固定的地址，或者說是指針型常量，因此要改變a的值是不可能的。如：
 

  a++; //語法錯誤，a是常量，不能改變

而形參數(shù)組名是指針變量，并不是一個固定的地址值。它的值是可以改變的。在函數(shù)調(diào)用開始時，它接收了實(shí)參數(shù)組首元素的地址，但在函數(shù)執(zhí)行期間，它可以再被賦值。如：

f(array[], int n)
{
  cout<<array; //輸出array[0]的值
  array=array+3; //指針變量array的值改變了，指向array[3]
  cout<<*arr<<endl; //輸出array[3]的值
}

多維數(shù)組與指針

用指針變量可以指向一維數(shù)組中的元素，也可以指向多維數(shù)組中的元素。

1) 多維數(shù)組元素的地址
設(shè)有一個二維數(shù)組a，它有3行4列。它的定義為：

  int a[3][4]={{1,3,5,7},{9,11,13,15},{17,18,21,23}};

a是一個數(shù)組名。a數(shù)組包含3行，即3個元素：a[0]，a[1]，a[2]。而每一元素又是一個一維數(shù)組，它包含4圖6.14個元素(即4個列元素)，例如，a[0]所代表的一維數(shù)組又包含4個元素： a[0][0]， a[0][1]， a[0][2]， a[0][3]。可以認(rèn)為二維數(shù)組是“數(shù)組的數(shù)組”，即數(shù)組a是由3個一維數(shù)組所組成的。

從二維數(shù)組的角度來看，a代表二維數(shù)組首元素的地址，現(xiàn)在的首元素不是一個整型變量，而是由4個整型元素所組成的一維數(shù)組，因此a代表的是首行的起始地址(即第0行的起始地址，&a[0])，a+1代表a[1]行的首地址，即&a[1]。

a[0]，a[1]，a[2]既然是一維數(shù)組名，而C++又規(guī)定了數(shù)組名代表數(shù)組首元素地址，因此a[0]代表一維數(shù)組a[0]中0列元素的地址，即&a[0][0]。a[1]的值是&a[1][0]，a[2]的值是&a[2][0]。

0行1列元素的地址可以直接寫為&a[0][1]，也可以用指針法表示。a[0]為一維數(shù)組名，該一維數(shù)組中序號為1的元素顯然可以用a[0]+1來表示。

欲得到a[0][1]的值，用地址法怎么表示呢？既然a[0]+1是a[0][1]元素的地址，那么，*(a[0]+1) 就是a[0][1]元素的值。而a[0]又是和*(a+0)無條件等價的，因此也可以用*(*(a+0)+1)表示a[0][1]元素的值。依此類推，*(a[i]+j)或*(*(a+i)+j)是a[i][j]的值。

2) 指向多維數(shù)組元素的指針變量

① 指向數(shù)組元素的指針變量
【例】輸出二維數(shù)組各元素的值。這里采用的方法是用基類型為整型的指針變量先后指向各元素，逐個輸出它們的值。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
  int *p;               //p是基類型為整型的指針變量
  for(p=a[0];p<a[0]+12;p++)
    cout<<*p<<" ";
  cout<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

關(guān)于指向數(shù)組元素的指針變量的幾點(diǎn)說明：
p是指向整型數(shù)據(jù)的指針變量，在for語句中對p賦初值a[0]，也可以寫成“p=&a[0][0]”。
循環(huán)結(jié)束的條件是“p<a[0]+12”，只要滿足p<a[0]+12，就繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體。
執(zhí)行“cout<<*p;”輸出p當(dāng)前所指的列元素的值，然后執(zhí)行p++，使p指向下一個列元素。

②指向由m個元素組成的一維數(shù)組的指針變量
可以定義一個指針變量，它不是指向一個整型元素，而是指向一個包含m個元素的一維數(shù)組。這時，如果指針變量p先指向a[0](即p=&a[0])，則p+1不是指向a[0][1]，而是指向a[1]，p的增值以一維數(shù)組的長度為單位，見圖6.17。

【例】輸出二維數(shù)組任一行任一列元素的值。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
  int (*p)[4],i,j;
  cin>>i>>j;
  p=a;
  cout<<*(*(p+i)+j)<<endl;
  return 0;
}

運(yùn)行情況如下：

2 3↙
23

由于執(zhí)行了“p=a”，使p指向a[0]。因此p+2是二維數(shù)組a中序號為2的行的起始地址(由于p是指向一維數(shù)組的指針變量，因此p加1，就指向下一個一維數(shù)組)。*(p+2)+3是a數(shù)組2行3列元素地址。*(*(p+2)+3)是a[2][3]的值。

3) 用指向數(shù)組的指針作函數(shù)參數(shù)
一維數(shù)組名可以作為函數(shù)參數(shù)傳遞，多維數(shù)組名也可作函數(shù)參數(shù)傳遞。

【例】輸出二維數(shù)組各元素的值。題目與例6.7相同，但本題用一個函數(shù)實(shí)現(xiàn)輸出，用多維數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  void output(int (*p)[4]); //函數(shù)聲明 
  int a[3][4]={1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,21,23};
  output(a); //多維數(shù)組名作函數(shù)參數(shù)
  return 0;
}
void output(int (*p)[4]) //形參是指向一維數(shù)組的指針變量
{
  int i,j;
  for(i=0;i<3;i++)
    for(j=0;j<4;j++)
      cout<<*(*(p+i)+j)<<" ";
  cout<<endl;
}

運(yùn)行情況如下：

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

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